电机学期末习题集

1、习题集一、 简答1. 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？ 答：磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。它与交变频率f成正比，与磁密幅值的次方成正比。涡流损耗是由于通过铁心的磁通发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。它与交变频率f的平方和的平方成正比。2. 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：，其中：µ为材料的磁导率；l为材料的导磁长度；A为材料的导磁面积。磁阻的单位为。3. 说明直流磁路和交流磁路的不同点。答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时间交变进而会在激

2、磁线圈内产生感应电动势；2）直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。4. 基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？答：起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的B=f（H）曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。二者区别不大。磁路计算时用的是基本磁化曲线。5. 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？答：由于磁通所经路径不同

3、，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理 区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。 2在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。 3在性质上，主磁通磁路饱和，m与im呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，1与i1呈线性关系。 4在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时，有主磁通和一次绕组漏磁通，它们均由一次侧磁动势激励。 负载时有主磁通，一次绕组漏磁通，二次绕组漏磁通。主磁通由一次绕组

4、和二次绕组的合成磁动势即激励，一次绕组漏磁通由一次绕组磁动势激励，二次绕组漏磁通由二次绕组磁动势激励。6. 为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。 而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。 实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。7. 变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？答：空载时的励磁磁动势只有一次侧

5、磁动势，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势，即,也就是。8. 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由、可知，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U1» E1, U2E2，因此，当U1 不变时，若N1减少, 则每匝电压增大，所以将增大。或者根据，若 N1减小，则增大， 又，故U2增大。9. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？答：变压器一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。10. 在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与

6、哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？答： (1) 频率频率f与磁极对数p和发电机的转速n有关，p是由构造决定，n是由运行条件决定。（2）波形与电机气隙磁通密度沿气隙圆周分布的波形有关，它由电机结构决定。（3）大小：导体电动势E1大小与频率f及每极磁通1有关，f及1由电机的运行条件决定。11. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少?如果电机有p对极，那么它们在空间上相距的机械角度是多少?答：整距线圈两个边在空间上相距的电角度为；电机为p对极时，在空间上相距的机械角度为。12. 定子表面在空间相距电角度的两根导体，它们的感应电动势大小与相位有何关系? 答

7、；定子表面在空间相距电角度的两根导体，它们的感应电动势的波形相同，其基波和各次谐波电动势的大小分别相等。基波电动势的相位差为电角度，且空间上超前(沿转子转向空间位置在前)的导体，其基波电动势的相位是滞后的。13. 感应电动机等效电路中的)代表什么含义？ 能否用电感或电容代替为什么？答 代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电感、电容消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。14. 绕线型感应电动机，若转子电阻增加；漏电抗增大；电源电压不变，但频率由变为；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会

8、有什么变化？答 (1)最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；(2) 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降； (3) 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降。15. 绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？答 从等效电路可以看出，增加转子电阻使总的阻抗增加了，所以起动电流减小。转子电阻增加，使得提高；起动电流减小使得定子漏抗电压降低；电势增加，使气隙磁通增加。起动转矩与气隙磁通、起动电流、成正比，虽然起动电流减小了，但气隙磁通和增加，使起动转矩增加了。16. 感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动

9、势以什么速度 切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？ 答 ：定子电流的频率为，转子电流的频率为，定子磁动势以速度切割定子，以（）速度即速度切割转子；转子磁动势也以速度切割定子，以速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。二、 选择1. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。 A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小；C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。答 B2. 国产额定转速为的三相感应电动机为（ ）极电机。A 2； B 4； C 6； D 8。答 B3.

10、 一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降此时电机的电磁转矩（ ）。 A ； B ； C ； D 。 答 A4. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻 上所消耗的电功率应等于（ ）：A 输出功率； B 输入功率 ； C 电磁功率 ； D 总机械功率。答 D5. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻时，电动机的（ ）。 A 减少, 增加, 不变, 增加； B 增加, 增加, 不变, 增加； C 减少, 增加, 增大, 增加； D 增加, 减少, 不变, 增加。 答 A6. 一台三相电力变压器=560kVA， =10000/400(v), D,y接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流

11、为808.3A时，则高压边的相电流为 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C7. 一台变比为k的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。：,：,：.。 答：A8. 变压器的其它条件不变，外加电压增加，则原边漏抗，副边漏抗和励磁电抗将 。 ：不变， ：增加% ，：减少% 。（分析时假设磁路不饱和） 答：A9. 相电力变压器磁势平衡方程为 。 A：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C：原，副边磁势算术差等于合成磁势 答：B10. 压与频率都增加5时，穿过

12、铁芯线圈的主磁通 。 A 增加 B 减少 C 基本不变答：C11. 升压变压器，一次绕组的每匝电势 二次绕组的每匝电势。 A 等于 B 大于 C 小于答；A12. 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 电压。A 空载线 B 空载相 C 额定负载时的线 答：A13. 单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为 。 A 正弦波 B 尖顶波 C 平顶波 答：A14. 如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将 ，变压器将 。A：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险答：C，F15.

13、联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。A:电压变化率太大； B:空载环流太大；C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。答：B16. 三相变压器组不宜采用Y,y联接组，主要是为了避免 。A：线电势波形放生畸变； B：相电势波形放生畸变；C：损耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B17. 三相变压器的变比是指之比。A：原副边相电势 B：原副边线电势 C：原副边线电压答：A18. 磁通，电势正方向如图，W1匝线圈感应的电势e为 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C19. 两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：标么值成反比

14、 C：标么值成正比答：B20. 变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压 。A,呈上升趋势； B,不变， C,可能上升或下降答：C21. 单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流 。A,增大； B，减小； C,不变。答：A三、 计算1. （数值不同）两台并联运行的变压器均为Y，d11联结标号，U1N/U2N35/10.5kV，第一台1250kVA，uk16.5，第二台2000kVA，uk16，试求： 总输出为3250kVA时，每台变压器的负载是多少？ 在两台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出为多少？此时并联组的利用率达到多少？解： 1、所以 所以 所以 kVA kVA2、两台变

15、压器均不过载，则第二台满载， kVA并联组利用率：2. 有一台单相变压器，额定容量kVA，原副边额定电压V，Hz。原副线圈的电阻及漏抗为，。试求：（1）折算到高压边的短路电阻，短路电抗及阻抗；（2）折算到低压边的短路电阻，短路电抗及阻抗；（3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示；（4）计算变压器的短路电压百分比及其分量，。（5）求满载及等三种情况下的电压变化率并讨论计算结果。解：（1）折算到高压边的短路阻抗 （2）折算到低压边的短路阻抗 (3) 所以 (4 ) 短路电压百分值（5）当满载，功率因数时变压器的电压变化率 当滞后时， 当超前时， 对于电压变化率，当即阻性负载时电压变化率较小，当

16、负载为感性时，电压变化率大，当负载为容性时，负载时的端电压可能高于空载时的端电压。3. 某工厂由于生产的发展，用电量由500kVA增加到800kVA。原有一台变压器SN =560kVA, U1N/U2N6000/400，Y，yn0联结，uk4.5。现有三台变压器可供选用，它们的数据是：变压器1：320kVA，6300/400V，uk4，Y，yn0联结；变压器2：240kVA，6300/400V，uk4.5，Y，yn4联结；变压器1：320kVA，6300/440V，uk4，Y，yn0联结； 1、试计算说明，在不使变压器过载的情况下，选用那一台投入并联比较适合？ 2、如果负载增加需选两台变比相等

17、的与原变压器并联运行，试问最大总负载容量是多少？那台变压器最先达到满载？解：（1）选第1台适合。（2）如果负载增加，则选第一台与第二台，但第二台要进行改接，使原Y，yn4改接为Y，yn0。则三台变压器中，由于第一台，Uk4最小，所以最先达到满载则S1SN320kVA。故 所以 所以 4. 有一台交流电机，Q=36，2p=4，y1=7，2a=2，试会出：（1）  槽电势星形图，并标出600相带分相情况；（2）   三相双层迭绕组展开图。答：（1）槽距角 每极每相槽数 由=200画出槽电动势星形图，然后由q=3标出按600相带的分相情况（见图a），顺序为：A-Z-B-

18、X-C-Y.  （a）由y=7画出三相双层叠绕组展开图，并根据2a=2进行端部连线（见图b） （b）5. 一台三相感应电动机，额定功率，额定电压，型接法，额定转速，定、转子的参数如下： ； 。试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。解：转差率 额定转速时的电磁转矩 最大转矩为 起动电流为 起动线电流 起动转矩 6. 一台、八极的三相感应电动机，额定转差率3，问该机的同步转速是多少？当该机运行在时，转差率是多少？当该机运行在时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多少？ 解 同步转速 额定转速 当时，转差率 当时，转差率 当电动机起动时，转差率 7. 有一台三相四极感应电动机，接法，机械损耗与附加损耗之和为。设，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。解： 全机械功率 输出功率 电磁功率 同步转速 额定转速 电磁转矩 或 负载转矩 8. 一台三相四极绕线式感应电动机，转子每相电阻。额定运行时，转子相电流为，计算额定